OAW’de Güvenlik Konuları - devam C2H2,1 atm’nin üzerindeki basınçlarda fiziksel olarak kararsızdır Depolama tüpleri, aseton (CH3COCH3) emdirilmiş (asbest gibi) gözenekli maddeyle doludur Aseton, asetilenin kendi hacminin 25 katını çözer C2H2 ve O2 tüpleri ve hortumları üzerinde, hatalı gaz bağlantılarından kaçınmak için farklı yönlerde kapanan dişler bulunur 73

Oksi-Yanıcı Gaz Kaynağı için Alternatif Gazlar Metilasetilen-Propadien (MAPP) Hidrojen Propilen Propan Doğal Gaz 74

Gaz Basınç Kaynağı Gaz türüne göre uygulama şekliyle ayrılan bir OFW yöntemi Karışımı Üfleç geri çekilir Yüzeylerin alevle ısıtılması Üfleç Çene Yığma kuvveti Yığma kuvveti (a) (b) Şekil 31.23 – Gaz basınç kaynağının bir uygulaması: (a) iki parçanın ısıtılması; ve (b) kaynağı oluşturmak üzere basıncın uygulanması 75

Diğer Eritme Kaynak Yöntemleri Ark, direnç veya oksi-yanıcı gaz kaynağı olarak sınıflandırılamayan eritme kaynak yöntemleri Eritme için ısıyı üretecek farklı teknolojiler kullanır Uygulamaları da tipik olarak farklıdır Yöntemler arasında: Elektron ışın kaynağı Lazer ışın kaynağı Elektrocuruf kaynağı Termit kaynağı 76

Elektron Işın Kaynağı (EBW) Kaynak için gerekli ısının, parça yüzeyine yüksek hassasiyette odaklanmış ve yönlenmiş yüksek yoğunlukta elektron demeti ile sağlandığı eritme kaynak yöntemi Elektron ışın tabancalarının işletimi: Elektronları ivmelendirmek için yüksek gerilim (örn., tipik olarak 10 ila 150 kV tipik) Işın akımları düşüktür (miliamper olarak ölçülür) EBW’de güç değil güç yoğunluğu fazladır 77

Elektron Işın Kaynak Donanımı Elektron ışını Kontrol ünitesi Gözlem penceresi Yüksek gerilim ünitesi Vakum kamarası Parça Vakum pompası 78

EBW Vakum Kamarası İlk geliştirildiğinde, EBW elektron ışınının hava moleküllerince saptırılmasını en aza indirmek için vakum ortamında oluşturulması gerekmekteydi Üretimde ciddi uygunsuzluklar Vakum işlemi 1 saat’e kadar sürebilir 79

EBW’de Üç Vakum Seviyesi Yüksek-vakum kaynağı (EBW-HV) – kaynak, ışının üretildiği aynı vakum kamarasında yapılır En yüksek kalitede kaynak, en yüksek derinlik/genişlik oranı Orta-vakum kaynağı (EBW-MV) – kaynak, kısmi vakumlu ayrı bir kamarada yapılır Vakum işlem süresi kısaltılmıştır Vakumsuz kaynak (EBW-NV) – Parça elektron ışın jeneratörüne yakın konumlandırılarak, kaynak işlemi atmosferik basınçta veya yakın değerde yapılır Parçayı ışın jeneratöründen ayırmak için Vakum Bölücüsü gerekir 80

EBW Üstünlükleri ve Eksiklikleri Yüksek kalitede dikişler, derin ve/veya dar profiller Sınırlı ITAB, düşük ısıl distorsiyon Yüksek kaynak hızları Dekapan veya koruyucu gaz gerekmez Eksiklikleri: Yüksek ekipman maliyeti Hassas ağız hazırlığı ve hizalama gerekir Vakum kamarası gerekir Güvenlik konusu: EBW x-ışınları üretir 81

Lazer Işın Kaynağı (LBW) Birleştirmenin, bağlantı üzerine odaklanmış, yüksak yoğunlukta ve koheran ışık ışını ile sağlandığı eritme kaynak yöntemi Laser = "light amplification by stimulated emission of radiation" LBW normal olarak, oksitlenmeyi önlemek için koruyucu gaz altında yapılır Genellikle ilave metal kullanılmaz Küçük alanda yüksek güç yoğunluğu sayesinde LBW genellikle küçük parçalara uygulanır 82

Lazer Işını Kaynak Donanımı Rezonatör Yansıtıcı ayna Odaklayıcı mer- cek Koruyucu gaz tüpü Lazer ışını Parça 83

Karşılaştırma: LBW ile EBW LBW için vakum kamarası gerekmez LBW’de x‑ışınları yayınmaz Lazer ışınları, optik mercek ve aynalarla odaklanabilir ve yönlendirilebilir LBW, EBW’nin derin kaynaklarını ve yüksek derinlik/genişlik oranlarını oluşturamaz Maksimum LBW derinliği = ~ 19 mm, oysa EBW derinliği = 50 mm 84

Elektrocuruf Kaynağı Tel elektrod besleme Hareketli kaynak kafası (yukarı) Hareketli pabuç (her iki tarafta) Soğutucu su girişi Su çıkışı Erimiş curuf Erimiş kaynak metali Katılaşmış kaynak metali Esas parça Şekil 31.24 – Elektrocuruf kaynağı: (a) görünüşü basitleştirmek için kalıplama pabucu çizilmemiş önden görünüş, ve (b) Her iki tarafta kalıplama pabuçları gösterilen yan görünüş 85

Termit Kaynağı (TW) Birleşme için gerekli ısının, termit’in kimyasal reaksiyonundan sağlanan aşırı ısımış erimiş metalle üretildiği eritme kaynak yöntemi Termit = Tutuşturulduğunda egzotermik bir reaksiyon oluşturan, Al ve ince Fe3O4 tozlarının karışımı Yangın bombalarında da kullanılmaktadır İlave metal, sıvı metalden elde edilir Yöntem birleştirme için kullanılır; ancak kaynağa göre döküm işleminde daha yaygındır 86

Termit reaksiyo-nundan aşırı sıcak çelik Curuf Pota Tapa aparatı Kalıp Kaynak Şekil 31.25 ‑ Termit kaynağı: (1) Termit’in tutuşturulması; (2) potanın dökülmesi, aşırı ısınmış metal kalıba akar; (3) metal, kaynaklı bağlantıyı oluşturmak üzere katılaşır 87

Termit Kaynağı’nın (TW) Uygulamaları Demiryolu raylarının birleştirilmesi Büyük çelik döküm ve dövme parçalardaki çatlakların tamiri Dikiş yüzeyi, sonradan işlemeyi gerektirmeyecek derecede pürüzsüzdür 88

Katı Hal Kaynağı (Solid State Welding) Parça yüzeylerinin birleştirilmesi için: Sadece basınç, veya Isı ve basınç Eğer hem ısı hem de basınç kullanılıyorsa, tek başına ısı parça yüzeylerini eritmeye yeterli değildir Bazı SSW yöntemleri için, zaman da bir faktördür İlave metal kullanılmaz Her bir SSW yöntemi, temas yüzeylerinde bağ oluşturmak için kendi özgün yöntemine sahiptir 89

Katı Hal Kaynak Yöntemlerinde Başarı Faktörleri Başarılı bir katı hal kaynağı için temel faktörler, iki yüzeyin Çok temiz Atomsal bağa izin verecek derecede çok yakın fiziksel temas halinde olması gerekir 90

Katı Hal Kaynak Yöntemlerinin Eritme Kaynak Yöntemlerine göre Üstünlükleri Eğer erime olmazsa, ITAB da oluşmaz; böylece bağlantı çevresindeki metal başlangıçtaki özelliklerini sürdürür Çoğu katı hal kaynak yöntemi, ayrı noktalar veya dikişler şeklinde değil, temas eden arayüzeyin tamamını birleştiren kaynaklı bağlantılar oluşturur Bazıları, izafi erime sıcaklıklarını ve eritme kaynağında ortaya çıkan diğer problemleri göz önüne almadan farklı metalleri birleştirmek için kullanılır 91

Katı Hal Kaynak Yöntemleri Dövme kaynağı Soğuk kaynak Haddeleme kaynağı Sıcak basınç kaynağı Difüzyon kaynağı Patlamalı kaynak Sürtünme kaynağı Ultrasonik kaynak 92

Dövme Kaynağı (Forge Welding = FW) Birleştirilecek kısımlarının sıcak dövme işlem sıcaklığına kadar ısıtıldığı ve daha sonra çekiç veya benzer aletlerle birbirine dövüldüğü kaynak yöntemi İmalat teknolojisinin gelişiminde tarihsel öneme sahip İşlemin geçmişi, demircilerin iki metal parçayı kaynak yapmayı öğrendiği M.Ö. 1000’e kadar dayanır Günümüzde bazı türleri hariç ticari önemi yoktur 93

Soğuk Kaynak (Cold Welding = CW) Temiz temas yüzeyleri arasına oda sıcaklığında yüksek basınç uygulayarak yapılan katı hal kaynak yöntemi Temizleme, birleştirmeden hemen önce genellikle yağ giderme veya fırçalama ile yapılır Isı uygulanmaz; ancak deformasyon, parça sıcaklığını yükseltir Metallerin en azından biri, tercihan da ikisi birden çok sünek olmalıdır Yumuşak alüminyum ve bakır, soğuk kaynağa uygundur Uygulamalar: elektriksel bağlantıların yapımı 94

Haddeleme Kaynağı (Roll Welding = ROW) Birleşmeye yeterli basıncın, dış ısı ile veya olmadan, merdaneler aracılığıyla uygulandığı katı hal kaynak yöntemi Parçaların işlemden önce ısıtılıp ısıtılmadığına bağlı olarak, dövme veya soğuk kaynağın özel bir hali Eğer dış ısı yoksa, soğuk haddeleme kaynağı Eğer ısı uygulanıyorsa, sıcak haddeleme kaynağı 95

Şekil 31.26 ‑ Haddeleme Kaynağı (ROW) Merdane Dikiş Kaynak yapılacak parçalar Kaynaklı parçalar Şekil 31.26 ‑ Haddeleme Kaynağı (ROW) 96

Haddeleme Kaynağının Uygulamaları Korozyon direnci için paslanmaz çeliğin alaşımsız veya düşük alaşımlı çelik üzerine giydirilmesi Sıcaklık ölçümü için Bimetallic şeritler U.S. Darphanesi için"Sandviç" metal paralar 97

Difüzyon Kaynağı (Diffusion Welding = DFW) Genellikle kontrollü bir atmosferde, difüzyon ve birleşimin oluşmasına yeterli süre ısı ve basınç kullanan katı hal kaynak yöntemi Sıcaklıklar  0.5 Tm Yüzeylerdeki plastik deformasyon minimumdur Birincil birleşme mekanizması katı hal difüzyonudur Sınırlamalar: difüzyon için gereken süre, birkaç saniyeden birkaç saate kadar uzayabilir 98

Difüzyon Kaynağının Uygulamaları Uzay ve nükleer endüstrilerde yüksek dayanımlı ve refrakter metallerin birleştirilmesi Benzer ve farklı metallerin birleştirilmesinde kullanılabilir Farklı metallerin birleştirilmesi için, esas metallere difüzyonu arttırmak için, aralarına farklı bir metalden dolgu tabakası yerleştirilebilir 99

Patlamalı Kaynak (Explosive Welding = EXW) Yüksek hızlı patlamanın iki metal yüzeyi hızla birleştirilmesini sağladığı katı hal kaynak yöntemi İlave metal kullanılmaz Dış ısı uygulanmaz Difüzyon oluşmaz – zaman çok kısadır Metaller arasındaki bağ, dalgalı bir arayüzeyle sonuçlanan mekanik kilitlenmeyle beraber metalurjiktir 100

Patlamalı Kaynak Çoğu kez iki farklı metalin birleştirilmesinde, özellikle de büyük yüzeyler halinde bir metalin diğerinin üzerine kaplanmasında kullanılır Patlama Patlayıcı Ateşleyici Tampon Kaplanan tabaka Aralık Kaplanan tabaka Altlık Alt tabaka Örs Dikiş Yüzey filmlerinin fışkırması Şekil 31.27 ‑ Patlamalı kaynak (EXW): (1) paralel konfigürasyon halinde yerleştirme, ve (2) patlayıcının patlaması sırasındaki durum 101

Sürtünme Kaynağı (Friction Welding = FRW) Birleşmenin, basınçla birlikte sürtünme ısısıyla oluşturulduğu katı hal kaynak yöntemi Uygun yapıldığında, temas yüzeylerinde erime oluşmaz Normal olarak ilave metal, dekapan veya koruyucu gaz kullanılmaz İşlem dar bir ITAB oluşturur Farklı metallerin birleştirilmesinde kullanılabilir Ticari işlemlerde geniş çapta kullanılır; otomasyona ve seri üretime uygundur 102

Dönen kavrama Dönmeyen Eksenel hareket edebilir Sürtünme oluşturmak üzere parçalar temas ettirilir Eksenel kuvvet uygulanır Kuvvet uygulanırken dönme durdurulur Oluşan dikiş Şekil 31.28 ‑ Sürtünme kaynağı (FRW): (1) dönen parça, temas yok; (2) sürtünme ısısı üretmek üzere parçalar temas haline getirilir; (3) dönme durdurulur ve eksenel basınç uygulanır; ve (4) kaynak oluşturulur 103

Sürtünme Kaynağının İki Türü Sürekli tahrikli sürtünme kaynağı Parçalardan biri, sabit parçaya doğru, ara yüzeyde sürtünme ısısı oluşturmak üzere sabit dönme hızında döndürülür Uygun ısıl işlem sıcaklığında dönme durdurulur ve parçalar birbirine bastırılır Atalet sürtünme kaynağı Dönen parça, önceden saptanmış bir hızda dönen bir volana bağlıdır Volan tahrik sisteminden ayrılır ve parçalar birbirine bastırılır 104